动态路由协议基础

动态路由协议简介

• 动态路由协议
  • 路由器用来计算和维护路由信息的协议。
  • 通俗的说，就是路由器用来学习路由的协议。

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动态路由协议基本思想

动态路由协议的基本功能：

• 发现路由：发现自己的路由信息（收集直连网段信息）。
• 通告路由：将自己知道的路由信息通告给其他路由器。
• 计算路由：基于所掌握的路由信息进行路由计算，算出最优路由加入路由表。
• 路由收敛：当网络拓扑发生变化后，能重新计算出最优路由。
  

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动态路由协议分类

• 按管理网络的能力范围分类
  • IGP（内部网关协议）：RIP、EIGRP、OSPF、ISIS。
  • EGP（外部网关协议）：EGP、BGP。
• 按计算路由的算法分类
  • 距离矢量路由协议：RIP、EIGRP、BGP。
  • 链路状态路由协议：OSPF、ISIS。

动态路由协议可以按照不同的标准进行分类，主要分为管理网络的能力范围 和计算路由的算法两大类。以下是详细的分类及典型协议对比：

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1. 按管理网络的能力范围分类

(1) IGP（内部网关协议，Interior Gateway Protocol）

• 作用范围 ：用于同一自治系统（AS）内部的路由交换。
• 典型协议 ：
  • RIP（Routing Information Protocol）
    • 距离矢量协议，最大跳数15，适用于小型网络。
  • EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）
    • Cisco私有协议，高级距离矢量协议，支持快速收敛和多种度量。
  • OSPF（Open Shortest Path First）
    • 链路状态协议，基于带宽计算Cost，支持分层区域设计。
  • IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）
    • 链路状态协议，常用于运营商网络，与OSPF类似但更灵活。

(2) EGP（外部网关协议，Exterior Gateway Protocol）

• 作用范围 ：用于不同自治系统（AS）之间的路由交换。
• 典型协议 ：
  • EGP（已淘汰）
    • 早期外部网关协议，现已被BGP取代。
  • BGP（Border Gateway Protocol）
    • 路径矢量协议，用于互联网核心路由，支持策略路由和AS路径选择。

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2. 按计算路由的算法分类

(1) 距离矢量（Distance Vector）路由协议

• 工作原理 ：
  • 路由器仅向邻居发送路由表（目的网络+距离/跳数）。
  • 通过周期性广播更新路由信息，收敛较慢。
• 典型协议 ：
  • RIP（v1/v2）：基于跳数，最大15跳，简单但效率低。
  • EIGRP：结合距离矢量和链路状态特性，支持扩散更新算法（DUAL）。
  • BGP：路径矢量协议，通过AS_PATH属性避免环路，用于跨AS路由。

(2) 链路状态（Link-State）路由协议

• 工作原理 ：
  • 路由器泛洪链路状态信息（LSA/LSP），构建全网拓扑数据库（LSDB）。
  • 使用**SPF算法（Dijkstra）**计算最短路径，收敛快但资源消耗较大。
• 典型协议 ：
  • OSPF：基于接口带宽计算Cost，支持多区域分层设计。
  • IS-IS：类似OSPF，但直接运行在数据链路层，更适用于大型ISP网络。

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3. 对比总结

分类维度	协议类型	特点	典型协议
管理范围	IGP	同一AS内路由，关注内部拓扑优化	RIP、EIGRP、OSPF、IS-IS
	EGP	跨AS路由，侧重策略控制和路径选择	BGP
算法类型	距离矢量	基于跳数/距离，周期性更新，易产生环路	RIP、EIGRP、BGP
	链路状态	基于全网拓扑，触发更新，计算复杂但精确	OSPF、IS-IS

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4. 关键区别

• IGP vs EGP ：
  • IGP追求快速收敛和高效路径计算（如OSPF的SPF算法）。
  • EGP强调策略控制（如BGP通过AS_PATH、Local Pref等属性选路）。
• 距离矢量 vs 链路状态 ：
  • 距离矢量协议简单但扩展性差（如RIP的跳数限制）。
  • 链路状态协议复杂度高，但支持大规模网络（如OSPF的多区域设计）。

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5. 应用场景建议

• 企业局域网：优先选择OSPF（开放标准）或EIGRP（Cisco环境）。
• 运营商骨干网：常用IS-IS（高扩展性）和BGP（跨AS互联）。
• 小型网络：RIP（配置简单，但已逐渐淘汰）。

通过理解协议分类和特性，可以更合理地选择适合网络规模和管理需求的路由协议。

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控制与转发平面

• 动态路由协议进程： 位于控制层面，运行路由协议学习路由的进程，又称路由进程。
  

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常见路由协议的工作协议栈

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动态路由协议数据包

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管理距离与度量值

管理距离

• 表示路由协议的优先级，即路由协议的优劣，越小越优先。
• 在不同路由进程学习到相同路由的时候，比较管理距离。
• Cisco管理距离：OSPF(110)、RIP(120) 。

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度量值

• 度量值Metric（又称为开销Cost）
• 动态路由协议表示当前路由器到达目标网络的路径开销，越小越优先，主要参考因素有跳数、带宽、时延、负载、MTU等，不同路由协议的度量值参考因素不同。
• 度量值只在同一路由进程内部比较，不同路由进程之间没有意义。

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分布式路由管理